زنگ خطر جهانی H۵N۱به صدا در آمد

گسترش آنفلوانزای فوق‌حاد پرندگان H5N1 از پرندگان به گونه‌های مختلف پستانداران، از شیرهای دریایی و راسوها تا گاوهای شیری، نگرانی‌ها درباره ظرفیت سازگاری این ویروس با میزبانان جدید را افزایش داده است؛ هرچند به گفته رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران، سد انتقال پایدار انسان‌به‌انسان هنوز شکسته نشده است.

به گزارش سیناپرس، دکتر امیر قائمی، استاد ویروس‌شناسی پژوهشی در پنجاه‌وششمین نشست علمی مرکز تحقیقات بیماری‌های نوپدید و بازپدید انستیتو پاستور ایران با موضوع «آنفلوانزای فوق‌حاد پرندگان H5N1؛ از همه‌گیری گسترده در حیوانات تا پاندمی انسانی»، با تشریح ساختار ژنتیکی ویروس آنفلوانزا و روند تکامل و انتشار ویروس H5N1، اظهار کرد: ویروس‌های آنفلوانزا بر اساس دو پروتئین سطحی هماگلوتینین (HA) و نورآمینیداز (NA) طبقه‌بندی می‌شوند که تاکنون ۱۸ نوع مختلف از HA و ۱۱ نوع از NA برای آنها شناسایی شده است.

وی با بیان اینکه ویروس آنفلوانزا دارای ۸ قطعه ژنی است، توضیح داد: سه قطعه نخست ژنوم ویروس شامل ژن‌های پلیمراز PB2، PB1 و PA هستند که بزرگترین ژن‌های ویروس را تشکیل می‌دهند. پس از آنها دو پروتئین سطحی ویروس، یعنی هماگلوتینین و نورآمینیداز قرار دارند. ژن نوکلئوپروتئین (NP) نیز از دیگر اجزای ژنوم ویروس است و دو ژن ماتریکس (M) و NS نیز قطعات هفتم و هشتم ژنوم را تشکیل می‌دهند.

قائمی با اشاره به عملکرد ژن‌های مختلف ویروس آنفلوانزا، اظهار کرد: ژن M2 یکی از ژن‌های درونی ویروس است که پروتئین کانال یونی را کد می‌کند و از جمله ژن‌هایی است که در این بحث به آن خواهیم پرداخت. در مقابل، هماگلوتینین پروتئین اصلی سطح ویروس و یکی از مهمترین عوامل تعیین‌کننده ویژگی‌های آنتی‌ژنی آن است و هدف اصلی تولید آنتی‌بادی‌های ضدویروسی به شمار می‌رود. هماگلوتینین بسته به نوع سلول و میزبانی که ویروس در آن فعالیت می‌کند، می‌تواند در اتصال به گیرنده‌های مختلف نقش داشته باشد. از سوی دیگر، ژن NS در فرار ویروس از سیستم ایمنی میزبان نقش دارد و پروتئین آنتاگونیست ایمنی را تولید می‌کند.

استاد ویروس‌شناسی پژوهشی انستیتو پاستور ایران با تأکید بر اهمیت ژن‌های پلیمراز در بیماری‌زایی و سازگاری ویروس با میزبان‌های جدید، اظهار کرد: بخشی از ویژگی‌های بیماری‌زایی ویروس به ژن‌های پلیمراز آن مرتبط است. این ژن‌ها به‌ویژه در تحولات مربوط به انتقال ویروس از پرندگان به پستانداران نقش مهمی دارند و شواهد نشان می‌دهد که ژن‌های پلیمراز در سازگاری ویروس با پستانداران و امکان انتقال بین این میزبان‌ها نقش کلیدی ایفا می‌کنند.

قائمی با تشریح تفاوت ویروس‌های آنفلوانزای فوق‌حاد و کم‌حدت پرندگان، گفت: یکی از عوامل تعیین‌کننده حدت ویروس، ساختار ناحیه برش (Cleavage site) پروتئین هماگلوتینین است. وجود تعداد بیشتری از اسیدهای آمینه بازی در این ناحیه موجب می‌شود پروتئازهای گسترده‌تری که در بخش‌های مختلف بدن پرنده وجود دارند، بتوانند این ناحیه را برش دهند و هماگلوتینین را فعال کنند.

وی توضیح داد: هرچه تعداد اسیدهای آمینه بازی در ناحیه برش بیشتر باشد، هماگلوتینین آسان‌تر فعال می‌شود و ویروس می‌تواند چرخه عفونت خود را کامل کند. در ویروس‌های فوق‌حاد، پروتئازهای موجود در بافت‌ها و اندام‌های مختلف بدن پرنده قادر به فعال‌سازی این پروتئین هستند؛ اما در ویروس‌های کم‌حدت، این فرایند عمدتاً به پروتئازهای اختصاصی بافتی در دستگاه گوارش یا تنفس محدود می‌شود. به همین دلیل، عفونت ناشی از ویروس‌های کم‌حدت عمدتاً به دستگاه گوارش و تنفس محدود می‌ماند، در حالی که ویروس‌های فوق‌حاد می‌توانند بخش‌های مختلف بدن و اندام‌های داخلی پرنده را درگیر کنند. عفونت گسترده، شدت بالای بیماری و میزان مرگ‌ومیر بیشتر از پیامدهای فعالیت این ویروس‌ها است.

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران با اشاره به اهمیت ویروس‌های فوق‌ حاد آنفلوانزای پرندگان از منظر اقتصادی و امنیت غذایی خاطر نشان کرد: آنچه امروزه از نظر اقتصادی و امنیت غذایی اهمیت ویژه‌ای دارد، گسترش ویروس‌های فوق‌حاد است؛ چراکه ویژگی‌های مولکولی این ویروس‌ها امکان انتشار عفونت در اندام‌های مختلف پرنده را فراهم می‌کند و پیامدهای گسترده‌تری به دنبال دارد.

قائمی در ادامه به روند ظهور و گسترش ویروس H5N1 از سال ۱۹۹۶ تاکنون پرداخت و گفت: ویروس فوق‌حاد H5N1 نخستین بار در سال ۱۹۹۶ در شرق آسیا ظهور کرد و در سال‌های بعد به مناطق بیشتری از خاورمیانه، اروپا و روسیه گسترش یافت. بررسی روند انتشار ویروس از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۳ نشان می‌دهد که دامنه آلودگی در پستانداران و انسان در مناطق مختلف از جمله لائوس، کامبوج، تایلند، اندونزی و دیگر کشورهای جنوب شرق آسیا، همچنین خاورمیانه، اروپا و روسیه گسترش پیدا کرد.

وی با اشاره به تغییر روند انتشار ویروس در فاصله سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۹، اظهار کرد: در این دوره، پس از موج اولیه انتشار، موارد آلودگی در انسان و پستانداران تا حدودی کاهش یافت و به نظر می‌رسید روند انتشار ویروس برای مدتی فروکش کرده است؛ اما این وضعیت پایدار نماند. از سال ۲۰۲۰ به بعد، با افزایش چشمگیر موارد آلودگی و گسترش ویروس در قاره‌های مختلف مواجه شدیم. در این دوره، انتقال بین‌قاره‌ای ویروس شدت گرفت و گونه‌های متنوع‌تری از پستانداران به‌عنوان میزبان درگیر شدند. به این ترتیب، از سال ۲۰۲۰ شاهد شکل‌گیری یک پانزوتیک یا همه‌گیری گسترده در میان حیوانات بودیم که این روند تا سال ۲۰۲۶ نیز ادامه یافته است.

استاد ویروس‌شناسی پژوهشی انستیتو پاستور ایران با بیان اینکه روند گسترش ویروس همچنان صعودی است، گفت: امروزه تقریباً تمام نقاط جهان با درجاتی از آلودگی به این ویروس مواجه هستند. حتی مناطق دورافتاده‌ای مانند قطب جنوب نیز از این رخداد مصون نمانده‌اند و آلودگی به H5N1 در حیات‌وحش این منطقه نیز گزارش شده است که از جنبه‌های قابل توجه گسترش جغرافیایی ویروس به شمار می‌رود.

وی در ادامه به تغییرات ژنتیکی ویروس H5N1 و شکل‌گیری کلادهای مختلف آن اشاره کرد و توضیح داد: از نظر تغییرات پروتئین هماگلوتینین، ویروس H5N1 در سال ۱۹۹۶ در قالب کلاد صفر شناسایی شد. کلادها بر اساس ساختار ژنتیکی و میزان تغییرات ایجادشده در ژن هماگلوتینین از یکدیگر تفکیک و نام‌گذاری می‌شوند. در ادامه و در سال ۲۰۰۵، کلادهای جدیدی از جمله ۲، ۲.۱، ۲.۲ و ۲.۳ شناسایی شدند. ویروسی که دارای این ساختار ژنتیکی بود، توانست از آسیا به آفریقا، خاورمیانه و اروپا گسترش پیدا کند.

وی با اشاره به تغییرات ویروس در فاصله سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۶، گفت: در همان دوره‌ای که روند انتشار ویروس تا حدودی کاهش یافته بود، زیرگروه‌های جدیدی از H5N1 و همچنین ویروس‌های ترکیبی H5N6 و H5N8 شناسایی شدند.

این استاد ویروس‌شناسی پژوهشی با اشاره به تحولات ژنتیکی ویروس H5N1، اظهار کرد: در فاصله سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۰، کلاد ۲.۳.۴.۴ و زیرشاخه‌های آن به‌تدریج جایگزین زیرگروه‌های قبلی H5N1 شدند؛ اما از سال ۲۰۲۰ با ظهور و گسترش ویروسی مواجه شدیم که امروزه یکی از شاخص‌ترین و متفاوت‌ترین ویروس‌های آنفلوانزایی محسوب می‌شود. این ویروس با مشخصه H5N1 و کلاد ۲.۳.۴.۴b شناخته می‌شود. این ویروس در مقایسه با کلادها و زیرگروه‌های پیشین، ظرفیت بالاتری برای بازآرایی ژنتیکی، افزایش تنوع، انتقال بین‌قاره‌ای و آلوده‌کردن میزبان‌های جدید نشان داده است.

قائمی با اشاره به ورود تحولات ویروس به مرحله شکل‌گیری ژنوتایپ‌های جدید از سال ۲۰۲۴، گفت: تا پیش از سال ۲۰۲۴، بخش عمده تحولات ویروس در قالب کلادها و زیرشاخه‌های مختلف بررسی می‌شد؛ اما از این سال، دو ژنوتایپ مهم D1.۱ و B3.۱۳ در چارچوب کلاد ۲.۳.۴.۴b شناسایی شدند که مسیر تحولات ویروس را وارد مرحله جدیدی کردند. ژنوتایپ‌ها برخلاف کلادهایی که عمدتاً بر اساس تغییرات ژن هماگلوتینین تعریف می‌شوند، بر مبنای ترکیب و منشأ هر 8قطعه ژنومی ویروس مشخص می‌شوند. بنابراین، در تعریف یک ژنوتایپ صرفاً تغییرات ژن HA ملاک نیست، بلکه مجموعه هشت قطعه ژنوم ویروس در نظر گرفته می‌شود.

این استاد ویروس‌شناسی با اشاره به ویژگی‌های ژنوتایپ B3.۱۳ اظهار کرد: این ژنوتایپ در اوایل سال ۲۰۲۴ به‌صورت گسترده از پرندگان به گاوهای شیری در آمریکای شمالی منتقل شد. در پی ورود ویروس به بدن این پستاندار، تحولات تکاملی و سازگاری‌هایی در ویروس شکل گرفت که از جنبه‌های مهم و قابل توجه این رخداد به شمار می‌رود؛ زیرا تکامل ویروس درون یک میزبان پستاندار می‌تواند زمینه‌ساز ایجاد ویژگی‌های جدید و سازگاری‌های تکاملی شود. در جریان این رخداد، موارد متعددی از انتقال ویروس از گاو به دامداران و برخی دیگر از پستانداران نیز گزارش شد. همچنین ویروس توانست در محیط دامداری از گاو به دیگر حیوانات، از جمله گربه‌ها و موش‌ها، منتقل شود. با وجود این، موارد انسانی عمدتاً با عفونت‌های چشمی همراه بودند و در مجموع، شدت بیماری در انسان در این موارد به اندازه‌ای نبود که شرایط حادی ایجاد کند.

قائمی به ژنوتایپ D1.۱ اشاره کرد و گفت: در مقابل، تحولات تکاملی ژنوتایپ D1.۱ عمدتاً در پرندگان اتفاق افتاده است. بررسی مسیرهای مهاجرت پرندگان و پایش ویروس‌ها نشان می‌دهد که این ژنوتایپ در جمعیت پرندگان گسترش یافته است؛ با این حال، نکته مهم آن است که با وجود تکامل این ویروس در پرندگان، یک مورد انتقال به انسان با پیامد مرگبار نیز از این ژنوتایپ گزارش شده است. بنابراین، در حال حاضر با دو مسیر متفاوت از تحولات ویروس مواجه هستیم؛ ژنوتایپ B3.۱۳ که در گاوها و برخی دیگر از پستانداران در حال تکامل است و مواردی از آلودگی انسانی نیز در ارتباط با آن گزارش شده، و ژنوتایپ D1.۱ که عمدتاً در پرندگان تکامل یافته، اما قابلیت انتقال مستقیم به انسان و ایجاد عفونت کشنده را نیز نشان داده است. البته خوشبختانه تاکنون شواهدی از عبور پایدار ویروس از سد انتقال انسانی و شکل‌گیری انتقال مستمر انسان به انسان در این چارچوب مطرح نشده است.

قائمی با اشاره به نمودار تغییرات ژنتیکی و گسترش جغرافیایی ویروس H5N1 اظهار کرد: بررسی درخت تکاملی ویروس نشان می‌دهد که هرچه از کلادهای اولیه به سمت شاخه‌های جدیدتر حرکت می‌کنیم، تعداد شاخه‌ها و تنوع ژنتیکی ویروس افزایش پیدا می‌کند. همچنین در بررسی پراکندگی جغرافیایی، مشاهده می‌شود که دامنه انتشار ویروس از شرق و جنوب شرق آسیا به مناطق متنوع‌تری گسترش یافته است. در مورد میزبان‌های ویروس نیز همین روند قابل مشاهده است. در مراحل اولیه، آلودگی عمدتاً به پرندگان اهلی و پرندگان وحشی محدود بود؛ اما با گذشت زمان و افزایش تنوع ژنتیکی، گونه‌های مختلفی از پستانداران و حتی انسان نیز درگیر این ویروس شدند.

گسترش ویروس از پرندگان به پستانداران دریایی و راسوها

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران در ادامه با اشاره به رخدادهای پانزوتیک از سال ۲۰۲۰ تاکنون گفت: با وجود گسترش ویروس به میزبان‌های مختلف، همچنان پرندگان و طیور کانون اصلی چرخه انتشار آن هستند. در نمودارهای مربوط به این دوره، چند مسیر مشخص انتقال ویروس مشاهده می‌شود که در آنها ابتدا پرندگان و سپس جمعیت‌های مختلف طیور درگیر شده‌اند و انتقال مستمر ویروس در این میزبان‌ها شکل گرفته است.

وی ادامه داد: یکی از اتفاقات مهم در این چرخه، سرریز ویروس از پرندگان به پستانداران دریایی بود. برای مثال، شیرهای دریایی در برخی مناطق به ویروس آلوده شدند و پس از ورود ویروس به جمعیت این حیوانات، انتقال درون‌گونه‌ای نیز اتفاق افتاد؛ به‌گونه‌ای که آلودگی در میان شیرهای دریایی گسترش یافت و تعداد موارد ابتلا و تلفات به‌شدت افزایش پیدا کرد. این پستانداران دریایی نیز توانستند ویروس را به گونه‌های دیگری از پستانداران و جانوران آبزی منتقل کنند.

قائمی با اشاره به رخدادهای آمریکای جنوبی، به‌ویژه در آرژانتین، اظهار کرد: این اتفاق یکی از رخدادهای مهم سرریز ویروس از پرندگان به پستانداران دریایی بود که البته موارد مشابهی در آمریکای شمالی نیز مشاهده شد.

وی با اشاره به یکی دیگر از مسیرهای انتقال ویروس در اروپا افزود: در کشورهایی مانند فنلاند و اسپانیا، ویروس از پرندگان اهلی به راسوهای پرورشی منتقل شد. در پی این آلودگی‌ها، موارد متعددی از ابتلای راسوها در مزارع پرورشی گزارش شد و برای جلوگیری از گسترش بیشتر بیماری، در برخی از این مزارع معدوم‌سازی گسترده حیوانات انجام گرفت.

رئیس بخش آنفلوآنزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران ادامه داد: راسوهای آلوده نیز توانستند ویروس را به گونه‌های مختلف پستانداران وحشی و اهلی، از جمله راکون‌ها و روباه‌ها، منتقل کنند. این رخدادها نشان می‌دهد که ویروس H5N1 در حال عبور از مرزهای گونه‌ای و ورود به چرخه‌های انتقال جدید در میان پستانداران است.

تکامل ویروس در گاوهای شیری و انتقال مجدد به پرندگان

قائمی با اشاره به یکی از مهمترین تحولات ویروس H5N1 از سال ۲۰۲۴ گفت: یکی از بزرگترین رخدادها در این دوره، انتقال ویروس به گاوهای شیری در آمریکای شمالی بود. این اتفاق از این جهت اهمیت داشت که ویروس پس از ورود به جمعیت گاوها، توانست در این میزبان تکامل پیدا کند و ویژگی‌های ژنتیکی متناسب با شرایط جدید به دست آورد.

وی با اشاره به مقاله‌ای که در نشریه علمی نیچر منتشر شده بود، توضیح داد: در این پژوهش، از ویروس به‌عنوان ویروسی با ویژگی‌های سازگارشده با گاو یاد شده بود؛ زیرا تغییرات ژنتیکی آن به‌گونه‌ای بود که دیگر نمی‌توانستیم ارتباط آن را صرفاً با ویروس اولیه پرندگان در نظر بگیریم و باید نقش تکامل و سازگاری آن در میزبان گاوی را نیز مورد توجه قرار می‌دادیم. پس از استقرار ویروس در گاوها، انتقال آن به پستانداران دیگری مانند بز، راکون، لاما و گربه نیز مشاهده شد. با این حال، اتفاق عجیب‌تر زمانی رخ داد که ویروسی که در گاوها سازگاری پیدا کرده بود، مجدداً به پرندگان منتقل شد.

این استاد ویروس‌شناسی با اشاره به شناسایی ویروس مرتبط با منشأ گاوی در یک پرنده وحشی اظهار کرد: در این رخداد، ویروسی که پیش‌تر در محیط پستانداران و به‌ویژه گاوها سازگاری پیدا کرده بود، در یک پرنده وحشی از گروه توکاها نیز شناسایی شد. این موضوع از جنبه تکاملی بسیار جالب توجه است؛ زیرا ویروس در جریان سازگاری با سلول‌های میزبان پستاندار، تغییراتی از جمله در ژن PB2 به دست آورده بود که با سازگاری آن با سلول‌های پستانداران ارتباط داشت، اما با این وجود، مجدداً به یک میزبان پرنده منتقل شد.

قائمی با بیان اینکه این رخداد همچنان پرسش‌های علمی بی‌پاسخی به همراه دارد، گفت: اینکه ویروسی با چنین تغییراتی که در جریان سازگاری با پستانداران به دست آورده است، چگونه توانسته مجدداً به پرنده منتقل شود، یکی از پرسش‌های مهمی است که هنوز پاسخ روشنی برای آن وجود ندارد. به نظر می‌رسد در آینده اطلاعات بیشتری درباره این رخداد به دست آوریم و بتوانیم ابعاد تکاملی آن را بهتر بررسی کنیم.

وی تاکید کرد: آنچه امروز در میدان مشاهده می‌کنیم، شکل‌گیری سه کانون مهم از انتقال و تکامل ویروس در مناطق مختلف جهان، شامل آمریکای جنوبی، اروپا و آمریکای شمالی است. در این مناطق، ویروس‌هایی که منشأ اولیه آنها پرندگان بوده، توانسته‌اند در جمعیت‌های پستانداران مستقر شوند و انتقال درون‌گونه‌ای داشته باشند.

این محقق انستیتوپاستور اضافه کرد: در این چرخه‌ها، پستانداران آلوده نیز ویروس را به گونه‌های دیگر منتقل کرده‌اند و در مورد گاوهای شیری، حتی شاهد انتقال مجدد ویروس سازگارشده با این میزبان به پرندگان بوده‌ایم. این مجموعه رخدادها نشان می‌دهد که ویروس H5N1 در حال تجربه تحولات تکاملی پیچیده‌ای است و صرفاً با یک چرخه ساده انتقال از پرنده به پستاندار مواجه نیستیم.

قائمی با اشاره به نمونه‌های مختلف انتقال ویروس گفت: آلودگی شیرهای دریایی در آمریکای شمالی با منشأ انتقال از پرندگان دریایی، آلودگی راسوهای پرورشی در اروپا با منشأ پرندگان آبزی و همچنین انتقال ویروس به گاوهای شیری در آمریکای شمالی، از جمله رخدادهایی هستند که ابعاد گسترده این چرخه انتقال و سرریز ویروس میان گونه‌های مختلف را نشان می‌دهند.

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران، با اشاره به اهمیت جهش‌های ژنتیکی در سازگاری ویروس با میزبان‌های مختلف اظهار کرد: یکی از ژن‌های مهمی که در این فرایند نقش دارد، ژن PB2 از مجموعه ژن‌های پلیمراز ویروس است. بررسی‌ها نشان می‌دهد جهش‌های مختلف در این ژن می‌توانند توانایی ویروس را برای سازگاری با میزبان‌های جدید افزایش دهند و امکان انتقال آن از یک گونه به گونه دیگر را فراهم کنند.

قائمی در ادامه با اشاره به گیرنده‌های سلولی مورد استفاده ویروس آنفلوانزا گفت: ویروس برای اتصال به سلول‌های دستگاه تنفسی به گیرنده‌های اسید سیالیک متصل می‌شود. در طبیعت دو نوع مهم از این گیرنده‌ها وجود دارد؛ گیرنده آلفا ۲،۳ که عمدتاً در پرندگان مورد استفاده ویروس قرار می‌گیرد و گیرنده آلفا ۲،۶ که گیرنده غالب در سلول‌های دستگاه تنفسی انسان و بسیاری از پستانداران است. بخشی از سازگاری‌های ویروس برای انتقال از پرندگان به پستانداران به این موضوع مربوط می‌شود که ویروس بتواند وابستگی خود را به گیرنده آلفا ۲،۳ کاهش دهد و توانایی اتصال به گیرنده آلفا ۲،۶ را به دست آورد. این تغییر یکی از مؤلفه‌های مهم در بررسی احتمال سازگاری ویروس با انسان است.

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران با اشاره به اینکه انتقال بین گونه‌ای تنها به تغییرات ویروس محدود نمی‌شود، اظهار کرد: برای بررسی این موضوع باید علاوه بر ویژگی‌های ویروس، تغییرات و شرایط سلولی میزبان را نیز در نظر گرفت. در واقع، انتقال ویروس از یک گونه به گونه دیگر تحت تأثیر مجموعه‌ای از عوامل ویروسی و سلولی قرار دارد. در انتقال طبیعی ویروس میان پرندگان، با یک چرخه شناخته‌شده مواجه هستیم؛ اما برای انتقال به انسان، همچنان موانع گونه‌ای مهمی وجود دارد و خوشبختانه این موانع تاکنون به‌طور کامل برطرف نشده‌اند.

قائمی افزود: عبور ویروس از سد گونه‌ای و سازگاری آن برای انتقال به انسان مستلزم مجموعه‌ای از تغییرات، از جمله تغییر در ژن هماگلوتینین (HA) و ژن پلیمراز PB2 است. همچنین برخی اجزای سلولی میزبان می‌توانند در تسهیل اتصال و تکثیر ویروس نقش داشته باشند.

وی با اشاره به اهمیت تغییر در موقعیت ۲۲۶ پروتئین هماگلوتینین توضیح داد: یکی از تغییرات مورد توجه در این زمینه، جایگزینی اسیدآمینه در موقعیت ۲۲۶ پروتئین HA است؛ به‌گونه‌ای که تغییر گلوتامین به لوسین (H226Q به H226L) می‌تواند یکی از عوامل مؤثر در تغییر تمایل ویروس برای اتصال به گیرنده‌های آلفا ۲،۳ و آلفا ۲،۶ باشد و زمینه سازگاری بیشتر آن با گیرنده‌های انسانی را فراهم کند.

این استاد ویروس‌شناسی با اشاره به نقش ژن PB2 در سازگاری ویروس با پستانداران گفت: در برخی از مسیرهای انتقال به پستانداران، جهش‌های ژن PB2، به‌ویژه جهش شناخته‌شده E627K، اهمیت دارند. این تغییر می‌تواند سازگاری عملکرد دستگاه پلیمراز ویروس را با شرایط سلولی پستانداران افزایش دهد. یکی از جنبه‌های این سازگاری، تعامل بهتر پروتئین‌های ویروسی با عوامل سلولی میزبان از جمله پروتئین ANP32 است که در تکثیر ویروس نقش دارد.

قائمی با اشاره به گونه‌هایی که به‌دلیل برخورداری از هر دو نوع گیرنده سلولی می‌توانند در بازآرایی ژنتیکی ویروس‌ها نقش داشته باشند، اظهار کرد: برخی حیوانات به‌دلیل داشتن هر دو نوع گیرنده آلفا ۲،۳ و آلفا ۲،۶، از نظر عفونت با ویروس‌های منشأ پرندگان و پستانداران اهمیت دارند. در چنین میزبان‌هایی امکان ورود و تکثیر ویروس‌های مختلف و در نتیجه فراهم شدن زمینه بازآرایی ژنتیکی آنها وجود دارد.  خوک یکی از نمونه‌های مهم این گروه است؛ زیرا در بخش‌های فوقانی و تحتانی دستگاه تنفسی آن، هر دو نوع گیرنده پرندگان و پستانداران وجود دارد. به همین دلیل، ویروس‌های منشأ پرندگان نیز می‌توانند به سلول‌های دستگاه تنفسی خوک متصل شوند و چرخه تکثیر خود را ادامه دهند. این ویژگی، خوک را به یکی از میزبان‌های مهم در مطالعات مربوط به انتقال و بازآرایی ویروس‌های آنفلوانزا تبدیل کرده است.

قائمی با اشاره به مطالعات انجام‌شده در این زمینه گفت: در پژوهشی که سال گذشته انجام دادیم و نتایج آن در مجله لنست میکروب منتشر شد، علاوه بر جهش‌های شناخته‌شده، برخی تغییرات دیگر نیز بررسی شدند که می‌توانند در افزایش تمایل ویروس به بافت‌های مختلف و سازگاری آن با میزبان‌های جدید نقش داشته باشند. از جمله این موارد، تغییرات مربوط به موقعیت ۱۹۳ پروتئین هماگلوتینین بود که در کنار موقعیت ۲۲۶ مورد توجه قرار گرفت.

گاو؛ میزبانی با مجموعه‌ای از گیرنده‌های پرندگان و پستانداران

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران در ادامه با اشاره به آلودگی گاوهای شیری به ویروس H5N1 گفت: برخلاف انتظارات اولیه، گاو نیز از جمله میزبان‌هایی است که در بخش‌های مختلف بدن خود، از جمله دستگاه تنفسی و غده پستانی، تنوعی از گیرنده‌های اسید سیالیک مربوط به پرندگان و پستانداران را در اختیار دارد. این ویژگی می‌تواند یکی از عوامل مؤثر در ورود و استقرار ویروس‌های منشأ پرندگان در بدن گاو باشد. رخداد گسترده آلودگی گاوهای شیری از سال ۲۰۲۴ در آمریکای شمالی نیز نشان داد که این میزبان می‌تواند در چرخه انتقال و تکامل ویروس نقش مهمی داشته باشد.

قائمی با اشاره به سرعت غیرمنتظره انتشار ویروس در گاوهای شیری اظهار کرد: انتظار می‌رفت سازگاری ویروس از پرنده به پستاندار به زمان بیشتری نیاز داشته باشد و این فرایند طی چندین سال اتفاق بیفتد؛ اما در سال ۲۰۲۴ شاهد انتقال و گسترش سریع ویروس در جمعیت گاوهای شیری بودیم. این اتفاق خسارت اقتصادی قابل توجهی به صنعت دامداری و لبنیات آمریکا وارد کرد و همچنان نیز این صنعت با پیامدهای آن مواجه است.

وی با بیان اینکه این رخداد پرسش‌های متعددی درباره سازوکارهای انتقال و تکامل ویروس ایجاد کرده است، گفت: یکی از موضوعات مهم، بررسی رفتار ویروس در بدن گاو و چگونگی سرعت بالای سازگاری و انتشار آن در این میزبان است. در این زمینه، نقش ژنوتایپ B3.۱۳، فرایندهای پردازش سلولی و سایر عوامل مؤثر در تکثیر و سازگاری ویروس در حال بررسی است. این تحولات همچنین ضرورت بازنگری و بررسی دقیق‌تر برخی روش‌های غیرفعال‌سازی ویروس و فرایندهای پاستوریزاسیون را مطرح کرده است تا مشخص شود رفتار ویروس در شرایط مختلف چگونه است و چه اقداماتی برای کنترل مؤثر آن ضرورت دارد.

قائمی با اشاره به تفاوت تنوع گیرنده‌های سلولی در گاو و گوساله گفت: بررسی‌ها نشان می‌دهد گوساله‌ها نیز تنوعی از گیرنده‌های اسید سیالیک را در اختیار دارند و در برخی بخش‌ها این تنوع از گاوهای بالغ بیشتر است؛ موضوعی که می‌تواند در مطالعات مربوط به حساسیت و انتقال ویروس در این حیوانات مورد توجه قرار گیرد.

چه تغییراتی می‌تواند زمینه‌ساز انتقال پایدار ویروس به انسان شود؟

این استاد ویروس‌شناسی در جمع‌بندی مباحث خود درباره احتمال انتقال ویروس از پرندگان به انسان گفت: برای بررسی این موضوع باید مجموعه‌ای از تغییرات احتمالی در ویروس و شرایط میزبان را در نظر گرفت. بخشی از این تغییرات به ژن‌های پلیمراز، به‌ویژه PB2، و بخشی دیگر به توانایی ویروس در تغییر تمایل اتصال به گیرنده‌های سلولی مربوط می‌شود. همچنین قطعه‌قطعه بودن ژنوم ویروس آنفلوانزا این ظرفیت را فراهم می‌کند که در صورت مواجهه با ویروس‌های دیگر، فرایند بازآرایی ژنتیکی اتفاق بیفتد.

وی ادامه داد: یکی از موانع مهم انتقال ویروس از پرندگان به انسان، تفاوت شرایط فیزیولوژیک دستگاه تنفسی این دو میزبان است. تفاوت در نوع گیرنده‌های سلولی، دمای بخش‌های مختلف دستگاه تنفسی و میزان اسیدیته یا pH محیط از جمله این موانع به شمار می‌روند. ویروسی که در پرندگان تکامل یافته، باید بتواند از وابستگی به گیرنده آلفا ۲،۳ به سمت استفاده مؤثرتر از گیرنده آلفا ۲،۶ حرکت کند. همچنین باید با شرایط دمایی و pH متفاوت در دستگاه تنفسی فوقانی انسان سازگار شود و در برابر عوامل محدودکننده سلولی میزبان نیز مقاومت بیشتری پیدا کند.

قائمی افزود: در واقع، هرچه مجموعه این سازگاری‌ها در ویروس بیشتر شود، امکان عبور آن از سد گونه‌ای و نزدیک‌شدن به قابلیت انتقال میان انسان‌ها افزایش می‌یابد. در این میان، تعادل عملکرد هماگلوتینین و نورآمینیداز (HA و NA) نیز اهمیت دارد؛ زیرا این دو پروتئین باید از نظر عملکردی با یکدیگر هماهنگ باشند تا ویروس بتواند فرایند اتصال، فعال‌سازی و انتشار خود را به‌درستی انجام دهد.

رئیس بخش آنفلوانزا و ویروس‌های تنفسی شایع انستیتو پاستور ایران با اشاره به نقش پایداری ویروس در شرایط دستگاه تنفسی انسان گفت: ویروس باید بتواند در برابر pH پایین‌تر و دمای بالاتر بخش‌های مختلف دستگاه تنفسی فوقانی انسان پایداری بیشتری داشته باشد. همچنین مقاومت در برابر عوامل دفاعی و محدودکننده سلولی میزبان از دیگر ویژگی‌هایی است که در فرایند سازگاری ویروس اهمیت دارد.

وی در ادامه با اشاره به نمودار مسیر احتمالی سازگاری ویروس از پرنده به انسان اظهار کرد: هرچه از وضعیت اولیه ویروس با منشأ پرندگان فاصله می‌گیریم و تغییرات سازگاری در ژن PB2، تمایل اتصال به گیرنده‌های آلفا ۲،۶، تعادل عملکرد HA و NA و پایداری ویروس در شرایط دستگاه تنفسی پستانداران بیشتر می‌شود، زمینه برای انتقال مؤثرتر ویروس به انسان فراهم‌تر خواهد شد. در حال حاضر، برخی ویروس‌ها بخشی از این ویژگی‌های سازگاری را به دست آورده‌اند؛ اما شکل‌گیری مجموعه کامل این ویژگی‌ها برای ایجاد یک رویداد پاندمیک اهمیت دارد. اگر این روند تکاملی به سمتی پیش برود که ویروس بتواند همه موانع گونه‌ای را پشت سر بگذارد و قابلیت انتقال پایدار انسان‌به‌انسان را پیدا کند، با خطر وقوع پاندمی مواجه خواهیم شد؛ موضوعی که امیدواریم در آینده نزدیک رخ ندهد.